課時(shí)跟蹤檢測（五） 力的合成與分解

課時(shí)跟蹤檢測（五）力的合成與分解1．(2022·浙江6月選考)如圖所示，魚兒擺尾擊水躍出水面，吞食荷花花瓣的過程中，下列說法正確的是()A．魚兒吞食花瓣時(shí)魚兒受力平衡B．魚兒擺尾出水時(shí)浮力大于重力C．魚兒擺尾擊水時(shí)受到水的作用力D．研究魚兒擺尾擊水躍出水面的動(dòng)作可把魚兒視為質(zhì)點(diǎn)解析：選C魚兒吞食花瓣時(shí)處于失重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；魚兒擺尾出水時(shí)浮力很小，魚兒能夠出水的主要原因是魚兒擺尾擊水時(shí)水對(duì)魚向上的作用力大于重力，B錯(cuò)誤，C正確；研究魚兒擺尾擊水躍出水面的動(dòng)作不可以把魚兒視為質(zhì)點(diǎn)，否則就無動(dòng)作可言，D錯(cuò)誤。2．(多選)將物體所受重力按力的作用效果進(jìn)行分解，下列選項(xiàng)中正確的是()解析：選ABD選項(xiàng)A中，重力產(chǎn)生了使物體下滑的效果及擠壓斜面的效果，故A正確；選項(xiàng)B中，重力產(chǎn)生了向兩邊拉繩的效果，故B正確；選項(xiàng)C中，重力產(chǎn)生了擠壓兩墻壁的效果，兩分力分別垂直于墻面，故C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中，重力產(chǎn)生了拉繩及擠壓墻面的效果，故D正確。3．(2022·鄭州調(diào)研)科技的發(fā)展正在不斷地改變著我們的生活，如圖甲是一款手機(jī)支架，其表面采用了納米微吸材料，用手觸碰無粘感，接觸到平整光滑的硬性物體時(shí)，會(huì)牢牢吸附在物體上，如圖乙是手機(jī)靜止吸附在支架上的側(cè)視圖，若手機(jī)的重力為G，下列說法正確的是()A．手機(jī)受到的支持力大小為GcosθB．手機(jī)受到的支持力不可能大于GC．納米材料對(duì)手機(jī)的作用力大小為GsinθD．納米材料對(duì)手機(jī)的作用力豎直向上解析：選D手機(jī)支架采用了納米微吸材料，支架斜面會(huì)對(duì)手機(jī)存在一個(gè)吸引力，所以手機(jī)受到的支持力大小不可能為Gcosθ，其大小取決于吸引力的大小，A、B錯(cuò)誤；手機(jī)受到豎直向下的重力和納米材料的作用力(支持力、吸引力和摩擦力的合力)，故納米材料對(duì)手機(jī)的作用力豎直向上，大小等于G，C錯(cuò)誤，D正確。4.如圖所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對(duì)稱楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角均為α，重力加速度為g。不計(jì)石塊接觸面間的摩擦，則該石塊其中一個(gè)側(cè)面受到的彈力大小為()A.eq\f(mg,2cosα)B.eq\f(mg,2sinα)C.eq\f(mg,2tanα)D.eq\f(mgtanα,2)解析：選B對(duì)石塊受力分析，如圖所示。根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，將彈力F1、F2合成，結(jié)合幾何關(guān)系，有F1＝F2＝F，則有：mg＝2×Fcos(90°－α)，所以解得：F＝eq\f(mg,2sinα)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。5.小陶、小盛兩人共提一桶水勻速走向教室，如圖所示，水和水桶的總質(zhì)量為m，兩人拉力方向與豎直方向都成θ角，大小都為F，下列說法中正確的是()A．不管θ為何值，F(xiàn)＝eq\f(mg,2)B．當(dāng)θ＝30°時(shí)，F(xiàn)＝mgC．當(dāng)θ＝45°時(shí)，F(xiàn)＝eq\r(2)mgD．θ越大，F(xiàn)越大解析：選D由題可知小陶、小盛的手臂對(duì)水桶的拉力大小為F，兩人拉力方向與豎直方向都成θ角，根據(jù)對(duì)稱性可知，結(jié)合平衡條件得2Fcosθ＝mg，解得F＝eq\f(mg,2cosθ)，當(dāng)θ＝0°時(shí)，cosθ值最大，則F＝eq\f(mg,2)；當(dāng)θ＝30°時(shí)，F(xiàn)＝eq\f(\r(3),3)mg；當(dāng)θ＝45°時(shí)，F(xiàn)＝eq\f(\r(2),2)mg；當(dāng)θ為60°時(shí)，F(xiàn)＝mg；當(dāng)θ越大時(shí)，則F越大；故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。6.彈跳能力是職業(yè)籃球運(yùn)動(dòng)員重要的身體素質(zhì)指標(biāo)之一，許多著名的籃球運(yùn)動(dòng)員因?yàn)榫哂畜@人的彈跳能力而被球迷稱為“彈簧人”，彈跳過程是身體肌肉、骨骼關(guān)節(jié)等部位一系列相關(guān)動(dòng)作的過程，屈膝是其中一個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作，如圖所示，人屈膝下蹲時(shí)，膝關(guān)節(jié)彎曲的角度為θ，設(shè)此時(shí)大、小腿部的肌群對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力大致相等，那么腳掌所受地面豎直向上的彈力約為()A.eq\f(F,2sin\f(θ,2))B.eq\f(F,2cos\f(θ,2))C.eq\f(F,2tan\f(θ,2))D.eq\f(1,2)Ftaneq\f(θ,2)解析：選D設(shè)大腿骨、小腿骨對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力為F1，則他們之間的夾角為θ，F(xiàn)即為他們合力的大小，則有2F1coseq\f(θ,2)＝F，腳掌所受地面豎直向上的彈力約為N＝F1sineq\f(θ,2)，聯(lián)立可得：N＝eq\f(1,2)Ftaneq\f(θ,2)。7.超市里磁力防盜扣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理如圖所示，在錐形金屬筒內(nèi)放置四顆小鐵珠(其余兩顆未畫出)，工作時(shí)彈簧通過鐵環(huán)將小鐵珠擠壓于金屬筒的底部，同時(shí)，小鐵珠陷于釘柱上的凹槽里，鎖死防盜扣。當(dāng)用強(qiáng)磁場吸引防盜扣的頂部時(shí)，鐵環(huán)和小鐵珠向上移動(dòng)，防盜扣松開。已知錐形金屬筒底部的圓錐頂角是120°，彈簧通過鐵環(huán)施加給每個(gè)小鐵珠豎直向下的力F，小鐵珠鎖死防盜扣，每個(gè)小鐵珠對(duì)釘柱產(chǎn)生的側(cè)向壓力為(不計(jì)摩擦以及小鐵珠的重力)()A.eq\f(\r(3),3)FB.eq\f(\r(3),2)FC．FD.eq\r(3)F解析：選A將力F按力的作用效果分解為沿垂直于釘柱的壓力F′和垂直斜面的壓力F″，則由幾何關(guān)系可知eq\f(F,F′)＝tan60°，則每個(gè)小鐵珠對(duì)釘柱產(chǎn)生的側(cè)向壓力為F′＝eq\f(F,tan60°)＝eq\f(\r(3),3)F，B、C、D錯(cuò)誤，A正確。8．(2020·浙江7月選考)矢量發(fā)動(dòng)機(jī)是噴口可向不同方向偏轉(zhuǎn)以產(chǎn)生不同方向推力的一種發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)殲20隱形戰(zhàn)斗機(jī)以速度v斜向上飛行時(shí)，其矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口如圖所示。已知飛機(jī)受到重力G、發(fā)動(dòng)機(jī)推力F1、與速度方向垂直的升力F2和與速度方向相反的空氣阻力Ff。下列受力分析示意圖可能正確的是()解析：選A由題給信息可知，升力F2與速度方向垂直；空氣阻力Ff與速度方向相反，故A項(xiàng)正確。9.(2022·包頭模擬)如圖為東京奧運(yùn)會(huì)期間運(yùn)動(dòng)員在體操吊環(huán)項(xiàng)目中的“十字支撐”動(dòng)作，“十字支撐”是難度系數(shù)很高的動(dòng)作之一，其難度高的原因是()A．吊環(huán)對(duì)運(yùn)動(dòng)員支持力比較小B．運(yùn)動(dòng)員手掌與吊環(huán)接觸面上的摩擦力比較小C．重力一定時(shí)，兩手臂之間的夾角越大，手臂上受到的力也越大D．兩手臂上的力一定時(shí)，兩手臂之間的夾角越大，合力越小解析：選C吊環(huán)對(duì)運(yùn)動(dòng)員支持力比較小和運(yùn)動(dòng)員手掌與吊環(huán)接觸面上的摩擦力比較小，很顯然不是動(dòng)作難度高的原因，故A、B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員處于靜止?fàn)顟B(tài)，合外力等于零，設(shè)兩手臂夾角為θ，則2Tcoseq\f(θ,2)＝mg，運(yùn)動(dòng)員手臂的拉力T＝eq\f(mg,2cos\f(θ,2))可見，重力一定時(shí)，兩手臂之間的夾角越大，手臂上受到的力也越大，而“十字支撐”，兩手臂之間的夾角接近180°，所以手臂上受到的力很大，難度很高，故C正確，D錯(cuò)誤。10．用斧頭劈木柴的情境如圖甲所示。劈的縱截面是一個(gè)等腰三角形，劈背的寬度為d，劈的側(cè)面長為l，當(dāng)在劈背加一個(gè)力F時(shí)的受力示意圖如乙所示，若不計(jì)斧頭的重力，則劈的側(cè)面推壓木柴的力F1為()A.eq\f(l,d)FB.eq\f(d,l)FC.eq\f(l,2d)FD.eq\f(d,2l)F解析：選A根據(jù)對(duì)稱性，兩分力F1、F2大小相等，這樣，以F1、F2為鄰邊的平行四邊形就是一個(gè)菱形，因?yàn)榱庑蔚膶?duì)角線互相垂直且平分，所以根據(jù)三角形相似eq\f(\f(d,2),l)＝eq\f(\f(F,2),F1)，解得F1＝F2＝eq\f(l,d)F，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。11.如圖為汽車的機(jī)械式手剎(駐車器)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)構(gòu)對(duì)稱。當(dāng)向上拉動(dòng)手剎拉桿時(shí)，手剎拉索(不可伸縮)就會(huì)拉緊，拉索OD、OC分別作用于兩邊輪子的制動(dòng)器，從而實(shí)現(xiàn)駐車的目的。則以下說法正確的是()A．當(dāng)OD、OC兩拉索夾角為60°時(shí)，三根拉索的拉力大小相等B．拉動(dòng)手剎拉桿時(shí)，拉索AO上拉力總比拉索OD和OC中任何一個(gè)拉力大C．若在AO上施加一恒力，OD、OC兩拉索夾角越小，拉索OD、OC拉力越大D．若保持OD、OC兩拉索拉力不變，OD、OC兩拉索越短，拉動(dòng)拉索AO越省力解析：選D當(dāng)OD、OC兩拉索夾角為120°時(shí)，三根拉索的拉力大小才相等，A錯(cuò)誤；拉動(dòng)手剎拉桿時(shí)，當(dāng)OD、OC兩拉索夾角大于120°時(shí)，拉索AO上拉力比拉索OD和OC中任何一個(gè)拉力小，B錯(cuò)誤；根據(jù)平行四邊形法則可知，若在AO上施加一恒力，OD、OC兩拉索夾角越小，拉索OD、OC拉力越小，C錯(cuò)誤；若保持OD、OC兩拉索拉力不變，OD、OC兩拉索越短，則兩力夾角越大，合力越小，即拉動(dòng)拉索AO越省力，D正確。12.如圖所示，某鋼制工件上開有一個(gè)楔形凹槽，凹槽的截面是一個(gè)直角三角形ABC，∠CAB＝30°，∠ABC＝90°，在凹槽中放有一個(gè)光滑的金屬球，當(dāng)金屬球靜止時(shí)，金屬球?qū)Π疾鄣腁B邊的壓力大小為F1，對(duì)BC邊的壓力大小為F2，則eq\f(F1,F2)的值為()A.eq\f(1,2)B.eq\r(3)C.eq\f(\r(3),3)D.eq\f(2\r(3),3)解析：選B金屬球受到的重力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果，如圖所示，對(duì)AB面的壓力大小F1等于分力G1，對(duì)BC面的壓力大小F2等于分力G2，故eq\f(F1,F2)＝eq\f(G1,G2)＝tan60°＝eq\r(3)，故選B。13．(2022·湖南師大附中月考)研究發(fā)現(xiàn)，低頭玩手機(jī)時(shí)，就有可能讓頸椎承受多達(dá)60磅(約270N)的重量，比一個(gè)7歲小孩還重，經(jīng)常低頭玩手機(jī)會(huì)引起如背痛、體重增加、胃痛、偏頭痛和呼吸道疾病等，當(dāng)人體直立時(shí)，頸椎所承受的壓力等于頭部的重量；低頭玩手機(jī)時(shí)，頸椎受到的壓力會(huì)隨之變化。現(xiàn)將人體頭頸部簡化為如圖的模型：重心在P點(diǎn)的頭部，在可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的頸椎OP(輕桿)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下處于靜止，當(dāng)?shù)皖^時(shí)，頸椎與豎直方向的夾角為45°，PQ與豎直方向的夾角為60°，此時(shí)，頸椎受到的壓力約為直立時(shí)頸椎受到壓力的()A．4.2倍B．3.3倍C．2.8倍D．2.0倍解析：選B直立時(shí)頸椎受到壓力為G，肌肉拉力與重力的合力沿頸椎方向，按比例作出平行四邊形，如圖所示，由正弦定理：eq\f(G,sin15°)＝eq\f(F,sin120°)，得F＝eq\f(sin120°,sin15°)G≈3.3G，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。14．(2022·浙江6月選考)如圖所示，一輕質(zhì)曬衣架靜置于水平地面上，水平橫桿與四根相同的斜桿垂直，兩斜桿夾角θ＝60°。一重為G的物體懸掛在橫桿中點(diǎn)，則每根斜桿受到地面的()A．作用力為eq\f(\r(3),3)G B．作用力為eq\f(\r(3),6)GC．摩擦力為eq\f(\r(3),4)G D．摩擦力為eq\f(\r(3),8)G解析：選B設(shè)斜桿的彈力大小為F，以水平橫桿和重物為整體，豎直方向根據(jù)受力平衡可得4Fcos30°＝G，解得F＝eq\f(\r(3),6)G，以其中一斜桿為研究對(duì)象，其受力如圖所示。可知每根斜桿受到地面的作用力應(yīng)與F平衡，即大小為eq\f(\r(3),6)G，每根斜桿受到地面的摩擦力為f＝Fsin30°＝eq\f(\r(3),12)G，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。15．(2022·湖南高考)2022年北京冬奧會(huì)跳臺(tái)滑雪空中技巧比賽場地邊，有一根系有飄帶的風(fēng)力指示桿，教練員根據(jù)飄帶的形態(tài)提示運(yùn)動(dòng)員現(xiàn)場風(fēng)力的情況。若飄帶可視為粗細(xì)一致的勻質(zhì)長繩，其所處范圍內(nèi)風(fēng)速水平向右、大小恒定且不隨高度改變。當(dāng)飄帶穩(wěn)定時(shí)，飄帶實(shí)際形態(tài)最接近的是()解析：選A將飄帶等分成n小段，每段